專利名稱：燃料電池的氫氣量調(diào)節(jié)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種燃料電池，特別是涉及一種燃料電池的氫氣量調(diào)節(jié)裝置。
背景技術(shù)：
燃料電池是一種將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的環(huán)保型發(fā)電裝置，是為替代化學(xué)燃料而發(fā)明的。燃料電池的工作原理是同時(shí)供給含有氫氣的燃料和含有氧氣的空氣，并進(jìn)行氫氣和氧氣的電化學(xué)反應(yīng)，將所述的電化學(xué)反應(yīng)前后的能量差直接轉(zhuǎn)化為電能。
燃料電池可以根據(jù)燃料的種類、運(yùn)轉(zhuǎn)溫度、觸媒等分類。其中，按燃料的種類可分為磷酸性燃料電池(Phosphoric Acid Fuel Cell)、堿性燃料電池(Alkaline Fuel Cell)、質(zhì)子交換膜燃料電池(ProtonExchange Membrane Fuel Cell)、熔融碳酸鹽燃料電池(MoltenCarbonate Fuel Cell)、固體氧化物燃料電池(Solid Oxide Fuel Cell)和甲醇直投燃料電池(Direct Methanol Fuel Cell)等幾種類型。
所述的質(zhì)子交換膜燃料電池(以下簡(jiǎn)稱PEMFC)雖然比磷酸性燃料電池技術(shù)落后10年左右，但是它具有工作溫度低、輸出功率密度、易于小型化和易于產(chǎn)業(yè)化等優(yōu)點(diǎn)。
但是，由于所述的PEMFC中的電解質(zhì)不是液體，而是固體高分子聚合物薄膜，所以為了加快燃料中的氫氣生成，需要利用價(jià)格昂貴白金充當(dāng)觸媒。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是，克服上述已有的PEMFC的缺點(diǎn)，提供一種可提高PEMFC效率的燃料電池的氫氣量調(diào)節(jié)裝置，該裝置總是能夠供給PEMFC所需要的適量氫氣。
為了解決所述的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是本發(fā)明燃料電池的氫氣量調(diào)節(jié)裝置包括盛有燃料的燃料儲(chǔ)存桶、使燃料儲(chǔ)存桶內(nèi)的燃料進(jìn)行催化反應(yīng)而生成適量氫氣的氫氣生成及調(diào)節(jié)裝置和從燃料儲(chǔ)存桶向PEMFC供應(yīng)氫氣的氫氣供應(yīng)裝置。
所述的氫氣生成及調(diào)節(jié)裝置包括燃料循環(huán)管、數(shù)個(gè)燃料循環(huán)調(diào)節(jié)閥、燃料泵和觸媒裝置；所述的燃料循環(huán)管與燃料儲(chǔ)存桶形成閉環(huán)連接；所述的數(shù)個(gè)燃料循環(huán)調(diào)節(jié)閥分別安裝在與燃料循環(huán)管的兩端相連接的燃料儲(chǔ)存桶的出、入口上；所述的燃料泵和觸媒裝置依次連接在燃料儲(chǔ)存桶與燃料泵之間的燃料循環(huán)管上。
所述的燃料儲(chǔ)存桶與燃料泵之間的燃料循環(huán)管上還設(shè)置有一個(gè)過(guò)濾器。
所述的氫氣供應(yīng)裝置包括氫氣供應(yīng)管和調(diào)節(jié)閥；所述的氫氣供應(yīng)管的一端通過(guò)調(diào)節(jié)閥與燃料儲(chǔ)存桶的氫氣排出口相連接，另一端與PEMFCF相連接。
所述的氫氣供應(yīng)裝置還可以是，包括氫氣供應(yīng)管、調(diào)節(jié)閥和氫氣泵；所述的氫氣供應(yīng)管的一端通過(guò)調(diào)節(jié)閥與燃料儲(chǔ)存桶的氫氣排出口相連接，另一端與PEMFCF相連接；燃料儲(chǔ)存桶與PEMFCF之間的氫氣供應(yīng)管上設(shè)置有一個(gè)氫氣泵。
所述的燃料儲(chǔ)存桶與氫氣泵之間設(shè)置有一個(gè)用來(lái)儲(chǔ)存剩余氫氣已備必要時(shí)供應(yīng)的氫氣儲(chǔ)存桶。
所述的觸媒裝置內(nèi)使用的觸媒為白金或氫化物。
本發(fā)明有益效果是可以調(diào)節(jié)放入觸媒裝置內(nèi)的觸媒量，從源頭上調(diào)節(jié)氫氣的產(chǎn)生量，從而總是能向PEMFCF供給適量的氫氣；也可以通過(guò)開(kāi)啟/停止/逆向運(yùn)行燃料循環(huán)管中間設(shè)置的燃料泵，調(diào)節(jié)氫氣的供給量；還可以利用氫氣泵調(diào)節(jié)氫氣流量，向PEMFCF供應(yīng)適量的氫氣。


圖1為本發(fā)明燃料電池的氫氣量調(diào)節(jié)裝置實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)框圖；圖2為本發(fā)明燃料電池的氫氣量調(diào)節(jié)裝置實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)框圖。
圖中1燃料儲(chǔ)存桶2燃料循環(huán)管3a、3b出口側(cè)、入口側(cè)燃料循環(huán)閥 4燃料泵5觸媒裝置 6氫氣供應(yīng)管7氫氣供應(yīng)管調(diào)節(jié)閥 8過(guò)濾器9氫氣儲(chǔ)存桶10氫氣泵FPEMFC具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明實(shí)施例1圖1為本發(fā)明燃料電池的氫氣量調(diào)節(jié)裝置實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)框圖。
如圖1所示，本發(fā)明燃料電池的氫氣量調(diào)節(jié)裝置包括燃料儲(chǔ)存桶1、燃料循環(huán)管2、出口側(cè)燃料循環(huán)調(diào)節(jié)閥3a、入口側(cè)燃料循環(huán)調(diào)節(jié)閥3b、燃料泵4、觸媒裝置5、氫氣供應(yīng)管6、調(diào)節(jié)閥7、過(guò)濾器8和氫氣儲(chǔ)存桶9；所述的燃料儲(chǔ)存桶1中盛有NaBH4/H2O燃料；所述的燃料循環(huán)管2與燃料儲(chǔ)存桶1形成閉環(huán)連接，其輸出端通過(guò)所述的出口側(cè)燃料循環(huán)調(diào)節(jié)閥3a與燃料儲(chǔ)存桶1的出口相連接，其輸入端通過(guò)所述的入口側(cè)燃料循環(huán)調(diào)節(jié)閥3b與燃料儲(chǔ)存桶1的入口相連接，在所述的燃料循環(huán)管2形成的閉環(huán)管路上依次連接有燃料泵4、觸媒裝置5和過(guò)濾器8；所述的氫氣供應(yīng)管6的一端通過(guò)調(diào)節(jié)閥7與燃料儲(chǔ)存桶1的氫氣排出口相連接，另一端與PEMFCF(F)相連接。
所述的觸媒裝置5內(nèi)以白金或氫化物為觸媒。
為了能儲(chǔ)存剩余氫氣，以便在必要時(shí)供給，所述的燃料儲(chǔ)存桶1與PEMFCF(F)中間的氫氣供應(yīng)管6上設(shè)置有一個(gè)氫氣儲(chǔ)存桶9實(shí)施例2圖2為本發(fā)明燃料電池的氫氣量調(diào)節(jié)裝置實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)框圖。
如圖2所示，為了能夠從所述的燃料儲(chǔ)存桶1內(nèi)抽吸氫氣，并將其供應(yīng)給PEMFCF(F)，燃料儲(chǔ)存桶1與PEMFCF(F)之間的氫氣供應(yīng)管6上設(shè)置有一個(gè)氫氣泵10，從而將燃料儲(chǔ)存桶1里產(chǎn)生的氫氣調(diào)整到PEMFCF(F)所需要的量之后，向PEMFCF(F)供應(yīng)。
下面對(duì)本發(fā)明燃料電池的氫氣量調(diào)節(jié)裝置的工作過(guò)程加以說(shuō)明將PEMFC系統(tǒng)的電路接通后，分別設(shè)置在燃料儲(chǔ)存桶1出、入口上的出口側(cè)燃料循環(huán)調(diào)節(jié)閥3a和入口側(cè)燃料循環(huán)調(diào)節(jié)閥3b同時(shí)開(kāi)啟，與此同時(shí)，燃料泵4開(kāi)始運(yùn)行，從燃料儲(chǔ)存桶1開(kāi)始抽吸燃料；所述的燃料沿著燃料循環(huán)管2流經(jīng)過(guò)濾器8時(shí)被過(guò)濾，然后流入觸媒裝置5，在觸媒裝置5內(nèi)觸媒使燃料產(chǎn)生氫氣，產(chǎn)生的氫氣沿著燃料循環(huán)管2重新流入燃料儲(chǔ)存桶1。
在上述過(guò)程中，設(shè)置在燃料儲(chǔ)存桶1上的氫氣供給調(diào)節(jié)閥7開(kāi)啟，燃料儲(chǔ)存桶1內(nèi)的氫氣沿著氫氣供應(yīng)管6流向PEMFCF的電池組(圖中未示出)，在PEMFCF的電池組內(nèi)，流入的氫氣與通過(guò)另外的供給管流入的空氣進(jìn)行電化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生電能。
這時(shí)，PEMFC系統(tǒng)檢測(cè)根據(jù)外部環(huán)境變化，檢測(cè)出PEMFCF所需要的適當(dāng)氫氣量后，要求供給適量的氫氣。為此，調(diào)節(jié)放入觸媒裝置5內(nèi)的觸媒量，從源頭上調(diào)節(jié)氫氣的產(chǎn)生量，從而總是能向PEMFCF供給適量的氫氣；或者開(kāi)啟/停止/逆向運(yùn)行燃料循環(huán)管2中間設(shè)置的燃料泵4，調(diào)節(jié)氫氣的供給量。另外，若氫氣供應(yīng)管6中間設(shè)置有氫氣泵10，利用氫氣泵10也可以調(diào)節(jié)氫氣流量，向PEMFCF供應(yīng)適量的氫氣。
權(quán)利要求
1.一種燃料電池的氫氣量調(diào)節(jié)裝置，其特征在于包括盛有燃料的燃料儲(chǔ)存桶(1)、使燃料儲(chǔ)存桶(1)內(nèi)的燃料進(jìn)行催化反應(yīng)而生成適量氫氣的氫氣生成及調(diào)節(jié)裝置和從燃料儲(chǔ)存桶(1)向PEMFC供應(yīng)氫氣的氫氣供應(yīng)裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃料電池的氫氣量調(diào)節(jié)裝置，其特征在于所述的氫氣生成及調(diào)節(jié)裝置包括燃料循環(huán)管(2)、數(shù)個(gè)燃料循環(huán)調(diào)節(jié)閥、燃料泵(4)和觸媒裝置(5)；所述的燃料循環(huán)管(2)與燃料儲(chǔ)存桶(1)形成閉環(huán)連接；所述的數(shù)個(gè)燃料循環(huán)調(diào)節(jié)閥分別安裝在與燃料循環(huán)管(2)的兩端相連接的燃料儲(chǔ)存桶(1)的出、入口上；所述的燃料泵(4)和觸媒裝置(5)依次連接在燃料儲(chǔ)存桶(1)與燃料泵(4)之間的燃料循環(huán)管(2)上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的燃料電池的氫氣量調(diào)節(jié)裝置，其特征在于所述的燃料儲(chǔ)存桶(1)與燃料泵(4)之間的燃料循環(huán)管(2)上還設(shè)置有一個(gè)過(guò)濾器(8)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃料電池的氫氣量調(diào)節(jié)裝置，其特征在于所述的氫氣供應(yīng)裝置包括氫氣供應(yīng)管(6)和調(diào)節(jié)閥(7)；所述的氫氣供應(yīng)管(6)的一端通過(guò)調(diào)節(jié)閥(7)與燃料儲(chǔ)存桶(1)的氫氣排出口相連接，另一端與PEMFCF(F)相連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃料電池的氫氣量調(diào)節(jié)裝置，其特征在于所述的氫氣供應(yīng)裝置還可以是，包括氫氣供應(yīng)管(6)、調(diào)節(jié)閥(7)和氫氣泵(10)；所述的氫氣供應(yīng)管(6)的一端通過(guò)調(diào)節(jié)閥(7)與燃料儲(chǔ)存桶(1)的氫氣排出口相連接，另一端與PEMFCF(F)相連接；燃料儲(chǔ)存桶(1)與PEMFCF(F)之間的氫氣供應(yīng)管(6)上設(shè)置有一個(gè)氫氣泵(10)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的燃料電池的氫氣量調(diào)節(jié)裝置，其特征在于所述的燃料儲(chǔ)存桶(1)與氫氣泵(10)之間設(shè)置有一個(gè)用來(lái)儲(chǔ)存剩余氫氣已備必要時(shí)供應(yīng)的氫氣儲(chǔ)存桶(9)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃料電池的氫氣量調(diào)節(jié)裝置，其特征在于所述的觸媒裝置(5)內(nèi)使用的觸媒為白金或氫化物。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種燃料電池的氫氣量調(diào)節(jié)裝置包括盛有燃料的燃料儲(chǔ)存桶、使燃料儲(chǔ)存桶內(nèi)的燃料進(jìn)行催化反應(yīng)而生成適量氫氣的氫氣生成及調(diào)節(jié)裝置和從燃料儲(chǔ)存桶向PEMFC供應(yīng)氫氣的氫氣供應(yīng)裝置。有益效果是可以調(diào)節(jié)放入觸媒裝置內(nèi)的觸媒量，從源頭上調(diào)節(jié)氫氣的產(chǎn)生量，從而總是能向PEMFCF供給適量的氫氣；也可以通過(guò)開(kāi)啟/停止/逆向運(yùn)行燃料循環(huán)管中間設(shè)置的燃料泵，調(diào)節(jié)氫氣的供給量；還可以利用氫氣泵調(diào)節(jié)氫氣流量，向PEMFCF供應(yīng)適量的氫氣。
文檔編號(hào)H01M8/04GK1767241SQ20041007242
公開(kāi)日2006年5月3日 申請(qǐng)日期2004年10月27日 優(yōu)先權(quán)日2004年10月27日
發(fā)明者樸明錫, 趙泰熙, 金圭正, 崔鴻, 李明浩, 金哲煥, 許成根, 黃勇俊, 高承泰 申請(qǐng)人:樂(lè)金電子(天津)電器有限公司